Bachelor's Thesis

Analysis of technologies for achieving a dark appearance in automotive exterior lighting

Author of thesis: Jiří Černocký

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Václav Šulc, Ph.D.

Reviewer: Ing. Matěj Špaček

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the issue of exterior automotive lighting in the context of the "Dark appearance" design trend, which requires the visual concealment of the internal optics of an inactive lamp. The standard use of passive absorption filters fulfills this requirement, but at the cost of a permanent reduction in light transmittance, which significantly increases the energy and thermal demands on the primary LED sources. Based on a theoretical analysis of various electro-optic materials from the "Smart glass" category, the SPD (Suspended Particle Device) film technology was selected as the most suitable alternative to passive filters. In the practical part, its experimental optical characterization was subsequently performed, including the measurement of directional transmittance and light scattering, spectral analysis, and visual evaluation on a functional rear lamp demonstrator. The results demonstrated that the SPD film features a high dynamic range. In the inactive state, it successfully masks the internal structure, while in the active state, it transmits significantly more light than the reference passive filters. The physical limits of the material were also revealed, particularly a higher degree of directional light scattering and spectral instability. The visual evaluation confirmed better signal transmission through the SPD film, albeit with a slight color shift and a higher degree of surface reflections in the off state. From a technical and engineering perspective, the technology requires further development and comprehensive testing prior to immediate deployment; however, it represents a solution with high application potential.

Keywords:

Automotive lighting, rear lamp, Dark appearance, electro-optic materials, SPD film, optical filter

Date of defence

18.06.2026

Date of publish

17.06.2029

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno: - princip SPD fólie - depozice ITO na fólie SPD - tloušťka fólie SPD - použití intergrační koule při měření Student na otázky odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Vlastimil Křápek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jakub Zlámal, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Václav Šulc, Ph.D.

Práce se zabývá zkoumáním vybraných materiálů pro možné použití ve světlometech v oblasti automotive s cílem získání tmavého vzhledu jako designového prvku při zachování stanovených funkcí. Obhajované téma a cíle práce vznikly z požadavků společnosti ZKW Automotive Engineering CZ s.r.o., kde je student taktéž zaměstnán a kde také probíhala realizace celé práce. Na žádost společnosti byl této práci schválen odklad zveřejnění na tři roky.


V úvodní části se autor věnuje rešerši dané problematiky z pohledu principu fungování, materiálu a technologií, ale také legislativním požadavkům v daném odvětví. Praktická část pak zevrubně studuje vybrané materiály s ohledem na možné využití v zadních svítilnách automobilu. Navržené a provedené metody, byť nejsou příliš složité, jsou adekvátní pro potřebné charakterizace. V poslední části textu autor porovnává vizuální aplikaci porovnávaných materiálů v určeném demonstrátoru.

 


Lze konstatovat, že všechny vytyčené cíle byly splněny.

Při vypracování práce autor logicky formuloval problémy týkající se zadání, dokázal navrhnout adekvátní postupy a metody, jež byly použity a umožnily komplexní vyhodnocení jednotlivých hledaných vlastností, přičemž dokázal racionálně utvořit závěry z daných zjištění.

Po formální stránce je práce logicky strukturovaná a jednotlivé části na sebe navazují. Také je slohově ucelená a bez gramatických chyb. Autor k vypracování práce přistupoval zodpovědně, svědomitě a samosttně a jeho činnost směřovala k úspěšnému vypracování práce.

Autor je studentem bakalářského oboru Základy strojního inženýrství a předložená práce splňuje požadavky na kvalitu závěrečné bakalářské práce. Student také projevil zájem pokračovat v navazujícím magisterském studiu na oboru Přesná mechanika a optika vedeném na ÚFI.

Hodnotím ji proto celkově známkou A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Matěj Špaček

V bakalářské práci student posuzuje možnost využití technologie smart glass pro dosažení tmavého vzhledu automobilových svítidel při současném zachování jejich funkce.

Začátek práce je věnován definici fotometrických veličin, rešerši systémů automobilového osvětlení s důrazem na jejich vnější vzhled a popisu technologie smart glass. V druhé části je pak analyzována technologie Suspended Particle Device (SPD) pro využití v zadním osvětlení vozidla, včetně popisu a vyhodnocení jednotlivých experimentů a celkového vzhledu svítidla.

Rešeršní část a zvolenou metodiku považuji za adekvátní. Experimentální měření jsou vhodně navržena a náležitě popsána. Výsledky jsou kriticky zhodnoceny a interpretovány - lze je tak úspěšně využít v praxi. Zejména pak oceňuji přímé experimentální srovnání technologie SPD se současně využívanou technologií absorbčních filtrů.

Drobné výhrady mám k závěru práce, kde bych očekával zdůraznění rizik zkoumané technologie - například hrozbu zatemnění svítidel při výpadku napájení. Výhrady mám také k uspořádání práce, kdy jsou plynulost a logičnost textu místy narušeny až přílišným členěním a strukturováním i tam, kde to není třeba. Až na drobné nedokonalosti však práci hodnotím po formální a jazykové stránce kladně. 

Práce splňuje všechny stanovené cíle a představuje kvalitní základ pro další vývoj v oblasti automobilového osvětlení. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A - výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Při analýze směrového rozptylu vychází rozptyl u demonstrátoru výrazně vyšší než u vzorků č. 2 a 3. Čím je to způsobeno?
  2. V 4. části práce není při porovnání a popisu technologií SPD, PDLC a EC zmíněna jejich životnost ani časová degradace. Vzhledem k plánované aplikaci je tento parametr důležitý. Garantuje výrobce časovou stálost materiálu a je nějak omezená (například počtem cyklů)?

Grade proposed by reviewer: A

Reasons for publication postponement

Publication of the final thesis has been postponed in compliance with the provisions of Section 47b (4) of Act No. 111/1998 Coll., on the Higher Education Institutions and on amendments and supplements to other acts, as amended.

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová